Оксид осмия(VIII)

Окси́д о́смия(VIII) (тетраокси́д о́смия) — высший оксид осмия, брутто-формула (система Хилла) ${\text{OsO}}_4^{}$${\ce {OsO4}}$.

Оксид осмия​(VIII)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид осмия​(VIII)​
Традиционные названия	Тетраоксид осмия
Хим. формула	${\text{OsO}}_4^{}$${\ce {OsO4}}$
Рац. формула	${\text{OsO}}_4^{}$${\ce {OsO4}}$
Физические свойства
Молярная масса	254,1976 г/моль
Плотность	4,9
Энергия ионизации	12,6 ± 0,1 эВ
Термические свойства
Температура
• плавления	40,25 °C
• кипения	129,7 °C
Энтальпия
• образования	−386 кДж/моль
Давление пара	7 ± 1 мм рт.ст.
Классификация
Рег. номер CAS	20816-12-0
PubChem	30318
Рег. номер EINECS	244-058-7
SMILES	O=[Os](=O)(=O)=O
InChI	InChI=1S/4O.Os VUVGYHUDAICLFK-UHFFFAOYSA-N
RTECS	RN1140000
ChEBI	88215
Номер ООН	2471
ChemSpider	28158
Безопасность
ЛД50	15 мг/кг
Токсичность	СДЯВ, токсичен, вдыхание паров приводит к тяжёлому отравлению, сильный окислитель.
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 4 1 OX
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Физические свойстваПравить

Оксид осмия(VIII) при стандартных условиях представляет собой жёлто-коричневые кристаллы моноклинной сингонии с характерным запахом, напоминающим озон. Чистый тетраоксид осмия бесцветный, однако, предполагается, что его жёлтый оттенок обусловлен примесями оксида осмия(IV).

Неустойчив, возгоняется уже при комнатной температуре.

Хорошо растворим в различных органических растворителях, умеренно растворим в воде, с которой он обратимо реагирует с образованием $\text{Os}{({\text{H}}_2^{}\text{O})}_2^{}{\text{O}}_4^{}$${\ce {Os(H2O)2O4}}$ .

Молекулы оксида осмия(VIII) тетраэдрической формы и, следовательно, неполярны.

•  

  Оксид осмия(VIII) в ампуле

•  

  Оксид осмия(VIII) в ампуле

•  

  Кристаллическая решётка ${\text{OsO}}_4^{}$${\ce {OsO4}}$ 

ПолучениеПравить

Взаимодействием металлического осмия с кислородом при высокой температуре:

$\text{Os}+2{\text{O}}_2^{}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{OsO}}_4^{}$${\ce {Os + 2 O2 -> OsO4}}$ .

Также тетраоксид осмия можно получить окислением осматов(VI) азотной кислотой:

${\text{CaOsO}}_3^{}+6{\text{HNO}}_3^{}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{OsO}}_4^{}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->+4{\text{NO}}_2^{}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->+\text{Ca}{({\text{NO}}_3^{})}_2^{}+3{\text{H}}_2^{}\text{O}$${\ce {CaOsO3 + 6 HNO3 -> OsO4 ^ + 4 NO2 ^ + Ca(NO3)2 + 3 H2O}}$ .

Химические свойстваПравить

Тетраоксид осмия взаимодействует с концентрированной соляной кислотой:

${\text{OsO}}_4^{}+10\text{HCl}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{H}}_2^{}[{\text{OsCl}}_6^{}]+2{\text{Cl}}_2^{}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->+4{\text{H}}_2^{}\text{O}$${\ce {OsO4 + 10 HCl -> H2[OsCl6] + 2 Cl2 ^ + 4 H2O}}$ .

Тетраоксид осмия взаимодействует с щелочами с образованием перосматов (солей перосмиевой кислоты ${\text{H}}_4^{}{\text{OsO}}_6^{}$${\ce {H4OsO6}}$ ):

${\text{OsO}}_4^{}+2\text{KOH}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{K}}_2^{}[{\text{OsO}}_4^{}{(\text{OH})}_2^{}]$${\ce {OsO4 + 2 KOH -> K2[OsO4(OH)2]}}$ .

Восстанавливается водородом (при 25 °С) до оксида осмия(IV):

${\text{OsO}}_4^{}+2{\text{H}}_2^{}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{OsO}}_2^{}+2{\text{H}}_2^{}\text{O}$${\ce {OsO4 + 2 H2 -> OsO2 + 2 H2O}}$ .

Также его можно восстановить до оксида осмия(IV) оксидом азота(II) (при 600 °С):

${\text{OsO}}_4^{}+2\text{NO}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{OsO}}_2^{}+2{\text{NO}}_2^{}$${\ce {OsO4 + 2 NO -> OsO2 + 2 NO2}}$ .

Нагреванием тетраоксида осмия в атмосфере монооксида углерода можно получить триядерный додекакарбонил осмия:

$3{\text{OsO}}_4^{}+24\text{CO}\stackrel{165{}^{\text{o}}\text{C},80\text{atm}}{\to }{\text{Os}}_3^{}{(\text{CO})}_{12}^{}+12{\text{CO}}_2^{}$${\ce {3OsO4{}+24CO->[{\ce {165^{o}C,\ 80\ atm}}]Os3(CO)12{}+12CO2}}$ .

В неполярных органических растворителях оксид осмия(VIII) присоединяется по двойным углеродным связям (C=C) непредельных органических соединений, образуя циклические эфиры осмиевой кислоты ${\text{H}}_2^{}{\text{OsO}}_4^{}$${\ce {H2OsO4}}$ , которые гидролизуются до цис-диолов (процесс син-гидроксилирования).

ПрименениеПравить

• Краситель для микроскопии
• Используется в электронной микроскопии в качестве фиксатора и контрастного вещества
• Используется в органической химии как окислитель

Токсикология и техника безопасностиПравить

Оксид осмия(VIII) (тетраоксид осмия) летуч, очень токсичен и поэтому должен храниться в запаянных ампулах.

Известно, что Карл Карлович Клаус (1796—1864), известный российский химик, исследователь металлов платиновой группы, впервые получив тетраоксид осмия, писал, что «вкус у этого соединения острый, перцеподобный…»; позже, в апреле 1845 года, Клаус отравился парами этого вещества и на две недели был вынужден прекратить работы.

ЛитератураПравить

• Рабинович В. А., Хавин З. Я. «Краткий химический справочник». — Л.: Химия, 1977. — С. 89.
• «Неорганическая химия» под ред. Ю. Д. Третьякова. Том 3: Химия переходных элементов. Кн. 2: учебник для студентов высш. учеб. заведений/[А. А. Дроздов, В. П. Зломанов, Г. Н. Мазо, Ф. М. Спиридонов]. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — С. 49.